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IMPRESIÓN 3D
El futuro de la Industria

La irrupción de la impresión 3D en la industria de hoy está abriendo nuevas posibilidades, no solo para disminuir costos de desarrollo y fabricación, sino también los tiempos involucrados en estas actividades. Sin embargo, resulta necesario contar con estándares que regulen su diseño y construcción.

Desde mediados del siglo XVIII, la fabricación se ha visto afectada por innovaciones técnicas que han llevado a la sustitución gradual de muchas actividades artesanales por procesos mecanizados y automatizados. Desde el tejido a la producción de automóviles, todas las industrias han experimentado a lo largo del tiempo grandes cambios en su manufacturación, y la aparición de la impresión en 3D es la última de una larga línea de tecnologías disruptivas en hacer su marca en la historia de la fabricación.

La impresión 3D se basa en datos y archivos de Diseños Asistidos por Computadora, que pueden provenir, por ejemplo, de escaneos de objetos. De esta manera, se pueden hacer varios productos mediante la adición de capas de material, conocido como fabricación aditiva. Este nuevo proceso es enormemente flexible y más beneficioso, en contraste con sistemas de fabricación tradicionales, que demandan mayor capital y que necesitan procesos de moldeo, fundición, fresado o mecanizado, que requieren costosa maquinaria pesada.

Los productos 3D-impresos se pueden hacer en una gran variedad de materiales:

Muchos tipos de termoplásticos, polímeros, resinas e incluso siliconas, que pueden utilizarse para diferentes aplicaciones y productos, tales como herramientas, prototipos y productos.

Pastas cerámicas, utilizadas para aplicaciones biomédicas (sustituto óseo, implantes óseos), piezas aeroespaciales, aplicaciones energéticas (pilas de combustible) y artículos de lujo.

Metales, incluidas las aleaciones, para imprimir intrincados componentes aeroespaciales y otras partes mecánicas.

Tintas de nanopartículas para imprimir componentes electrónicos, tales como tarjetas de circuitos impresos y electrónicas flexibles.

Tejidos bioartificiales para imprimir implantes.

Vidrio.

Concreto, usado para imprimir edificios.


Los materiales termoplásticos/polímeros son los materiales de impresión 3D más comunes. Pueden ser filamentos fundidos, depositados capa tras capa, o polvos de plástico sinterizados (compactados), los cuales se aplican a través de un láser u otra fuente de calor.

Otros materiales menos comunes son las resinas de fotopolímero, las pastas cerámicas, producidas con resinas fotosensibles, y los metales.


La demanda de la industria

La importancia que reviste la fabricación aditiva para la industria pesada quedó de manifiesto cuando en 2016 General Electric invirtió más de US$1,2 mil millones para adquirir la participación mayoritaria del fabricante sueco de impresoras 3D Arcam y la firma alemana de impresión 3D Concept Laser.

El interés en la fabricación aditiva por sectores de ingeniería de alto valor y alta tecnología (como la industria aeroespacial) y la posibilidad de producir piezas complejas con mayor rapidez y bajo costo apuntan a una perspectiva positiva para la impresión 3D.

Boeing, por ejemplo, reduce el tiempo de producción haciendo que Arconic produzca los alerones para sus aviones, usando fabricación aditiva. Anteriormente, el proceso tomaba 14 semanas, mientras que ahora, 9 horas. Estas partes también son más ligeras y los desperdicios del material involucrado durante la producción disminuyen considerablemente. El vicepresidente de I+D de Arconic, Don Larsen, dijo a CNBC que el mercado de la fabricación aditiva se duplicaba cada año para su compañía.

GE ha comenzado a imprimir boquillas de combustible para sus motores. Son un 25% más ligeras que las boquillas de la generación anterior, se producen como unidades individuales en lugar de ser ensambladas a partir de 20 partes diferentes, y son más de cinco veces más duraderas. GE planea imprimir 2.000 inyectores de combustible al año en una nueva planta en Alabama, Estados Unidos.

Como dijo Mohammad Ehteshami, Director de GE Additive, división a cargo de producir piezas de motores por medio de la fabricación aditiva, “en el diseño de los motores de reacción, la complejidad solía ser cara. Pero la fabricación 3D nos ha permitido sofisticarnos aún más y al mismo tiempo¸ reducir los costos. Este es el sueño de un ingeniero, nunca imaginé que esto fuera posible”.

Otra posible aplicación interesante de fabricación aditiva es la manufactura de piezas individuales cuando los repuestos o los dibujos ya no están disponibles. Las piezas viejas se pueden escanear en 3D e imprimir desde el archivo en formato 3D. También los prototipos se pueden producir mucho más rápido y más barato que a través de métodos tradicionales, mientras que los artículos hechos a medida se pueden hacer a una fracción del costo tradicional.

El fabricante alemán de interruptores Berker necesitaba 28 días, usando herramientas tradicionales, para probar un diseño, mientras que usando la impresión 3D solo tres días. Además, el costo de producción pasó de US$ 22.300 a US$ 3.800 con el proceso de fabricación aditivo.


Estandarización, esencial para la impresión 3D

La impresión en 3D utiliza equipos complejos y muchos de sus componentes y procesos dependen de las normas internacionales desarrolladas por los comités técnicos y subcomités de la IEC, así como por los comités técnicos conjuntos creados por la IEC y la Organización Internacional de Normalización (ISO).

Un equipo de fabricación 3D contiene una amplia gama de componentes electrónicos, incluyendo placas de circuitos, equipos láser, motores para piezas mó- viles, cables, conmutadores y sensores. Por ejemplo, la documentación para la impresora HP Multi Jet Fusion 3D indica que la impresora cumple con la IEC 60950- 1. Equipo de tecnología de la información, el cual fue preparado por el IEC TC 108: Seguridad de los Equipos Electrónicos en el Campo del Audio/Video, Tecnologías de la Información y las Comunicaciones. Por su parte, el ISO / IEC JTC 1 / SC 28: Equipos de Oficina, desarrolla normas internacionales para características básicas, métodos de prueba y otros artículos relacionados a productos tales como impresoras 2D y 3D, copiadoras, proyectores y fax.

La impresión en 3D puede ser una tecnología emergente y disruptiva, pero su futuro depende en gran medida de la adopción, por parte de la industria, de una amplia gama de estándares internacionales ISO / IEC.


Artículo gentileza del Comité Nacional Chileno de la IEC. / www.cornelec.cl
Noviembre 2017
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